LiDAR Remote Sensing: Prinsipyo, Aplikasyon, Libre nga mga Kapanguhaan ug Software

Airborne LiDAR sensorsmahimong makuha ang piho nga mga punto gikan sa pulso sa laser, nailhan nga discrete return measurements, o irekord ang kompleto nga signal sa pagbalik niini, nga gitawag og full-waveform, sa fixed intervals sama sa 1 ns (nga naglangkob sa mga 15 cm). Ang full-waveform nga LiDAR kasagarang gigamit sa kalasangan, samtang ang discrete return LiDAR adunay mas lapad nga aplikasyon sa nagkalain-laing natad. Kini nga artikulo nag-una nga naghisgot sa discrete return LiDAR ug mga gamit niini. Niini nga kapitulo, atong hisgotan ang pipila ka mahinungdanong mga hilisgutan mahitungod sa LiDAR, lakip ang mga batakang sangkap niini, kung giunsa kini paglihok, ang pagkatukma niini, mga sistema, ug mga magamit nga kapanguhaan.

Panguna nga mga sangkap sa LiDAR

Ang mga sistema sa LiDAR nga nakabase sa yuta kasagarang naggamit ug mga laser nga adunay mga wavelength tali sa 500–600 nm, samtang ang mga sistema sa LiDAR sa hangin naggamit ug mga laser nga adunay mas taas nga wavelength, gikan sa 1000–1600 nm. Ang usa ka standard nga airborne LiDAR setup naglakip sa laser scanner, usa ka yunit alang sa pagsukod sa gilay-on (ranging unit), ug mga sistema alang sa pagkontrol, pagmonitor, ug pagrekord. Naglakip usab kini sa usa ka Differential Global Positioning System (DGPS) ug usa ka Inertial Measurement Unit (IMU), nga sagad gisagol sa usa ka sistema nga nailhan nga usa ka posisyon ug sistema sa oryentasyon. Kini nga sistema naghatag ug tukma nga lokasyon (longitude, latitude, ug altitude) ug orientasyon (roll, pitch, ug heading) nga datos.

 Ang mga pattern diin ang laser nag-scan sa lugar mahimong magkalainlain, lakip ang zigzag, parallel, o elliptical nga mga agianan. Ang kombinasyon sa datos sa DGPS ug IMU, kauban ang datos sa pagkakalibrate ug mga mounting nga mga parameter, nagtugot sa sistema sa tukma nga pagproseso sa mga nakolekta nga mga punto sa laser. Kini nga mga punto kay gihatagan ug mga coordinate (x, y, z) sa usa ka geographic coordinate system gamit ang World Geodetic System of 1984 (WGS84) datum.

Unsaon LiDARRemote SensingMga buhat? Ipaathag sa Simple nga Paagi

Ang sistema sa LiDAR nagpagawas ug paspas nga mga pulso sa laser padulong sa usa ka target nga butang o nawong.

Ang mga pulso sa laser nagpakita sa target ug mobalik sa sensor sa LiDAR.

Ang sensor tukma nga nagsukod sa oras nga gikinahanglan alang sa matag pulso sa pagbiyahe ngadto sa target ug pabalik.

Gamit ang katulin sa kahayag ug oras sa pagbiyahe, kalkulado ang distansya sa target.

Inubanan sa posisyon ug orientation data gikan sa GPS ug IMU sensors, ang tukma nga 3D coordinates sa laser reflections determinado.

Nagresulta kini sa usa ka dasok nga 3D point cloud nga nagrepresentar sa na-scan nga nawong o butang.

Pisikal nga Prinsipyo sa LiDAR

Ang mga sistema sa LiDAR naggamit ug duha ka klase sa mga laser: pulsed ug padayon nga balud. Ang mga sistema sa Pulsed LiDAR nagtrabaho pinaagi sa pagpadala sa usa ka mubo nga pulso sa kahayag ug dayon pagsukod sa oras nga gikinahanglan alang niini nga pulso sa pagbiyahe ngadto sa target ug balik sa receiver. Kini nga pagsukod sa round-trip nga oras makatabang sa pagtino sa gilay-on sa target. Ang usa ka pananglitan gipakita sa usa ka diagram diin ang mga amplitude sa pareho nga gipasa nga light signal (AT) ug ang nadawat nga light signal (AR) gipakita. Ang sukaranan nga equation nga gigamit niini nga sistema naglakip sa katulin sa kahayag (c) ug ang gilay-on sa target (R), nga nagtugot sa sistema sa pagkalkulo sa gilay-on base sa kung unsa ka dugay ang kahayag sa pagbalik.